(57)【要約】【課題】  本発明は、新規な液組成物を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の液組成物は、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、発熱抵抗体により液滴として吐出される液組成物である。液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有している。添加剤は、０．０１〜１０質量％の範囲内で含有することが好ましい。液組成物が発熱抵抗体の表面に皮膜を形成するので、液組成物が加熱されて色材の分解物や不純物等の異物が生じてもコゲーションの発生を低コストで抑制できる。この結果、長期に渡り、液組成物の吐出速度が高く、液組成物液滴の吐出が良好で、高画質記録が可能となる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、
発熱抵抗体により液滴として吐出される
液組成物において、
3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有する
ことを特徴とする液組成物。
【請求項２】
3-ヘキシン2,5ジオールを含有する
ことを特徴とする請求項１記載の液組成物。
【請求項３】
3-ヘキシン2,5ジオールを０．０１〜１０質量％の範囲内で含有する
ことを特徴とする請求項１記載の液組成物。
【請求項４】
液組成物を収容する液組成物カートリッジであって、
前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、かつ
発熱抵抗体により液滴として吐出される
液組成物カートリッジにおいて、
前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有する
ことを特徴とする液組成物カートリッジ。
【請求項５】
液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオールを含有する
ことを特徴とする請求項４記載の液組成物カートリッジ。
【請求項６】
液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオールを０．０１〜１０質量％の範囲内で含有する
ことを特徴とする請求項４記載の液組成物カートリッジ。
【請求項７】
発熱抵抗体により液組成物を液滴として吐出させる液滴吐出装置であって、
前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する
液滴吐出装置において、
前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有する
ことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項８】
液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオールを含有する
ことを特徴とする請求項７記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオールを０．０１〜１０質量％の範囲内で含有する
ことを特徴とする請求項７記載の液滴吐出装置。
【請求項１０】
発熱抵抗体により液組成物を液滴として吐出させる液滴吐出方法であって、
前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する
液滴吐出方法において、
前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有する
ことを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項１１】
液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオールを含有する
ことを特徴とする請求項１０記載の液滴吐出方法。
【請求項１２】
液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオールを０．０１〜１０質量％の範囲内で含有する
ことを特徴とする請求項１０記載の液滴吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する新規な液組成物に関し、特に、電気熱変換方式の液滴吐出装置に用いられ、コゲーションの発生を制御可能な液組成物に関する。
また、本発明は、この液組成物を収容する新規な液組成物カートリッジに関する。
また、本発明は、この駅組成物を液滴として吐出する新規な液滴吐出装置に関する。
また、本発明は、この液組成物を液滴として吐出させる新規な液滴吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像処理等の分野においては、ハードコピーのカラー化に対するニーズが高まっている。このようなニーズに対して、従来、昇華型熱転写方式、溶融熱転写方式、液滴吐出方式、電子写真方式、熱現像銀塩方式等のカラーハードコピー方式が提案されている。
【０００３】
これらの方式のうち液滴吐出方式を適用した液滴吐出装置は、プリンタヘッドに並べて設けられたノズルから、液組成物の液滴を吐出して記録用紙等の記録媒体に着弾させることにより、ドットと呼ばれる点を形成し、文字や画像などを記録する方式のプリンタである。液滴吐出装置は、他の方式を適用したプリンタと比較して、低コスト、高品質で、カラー化が容易であるという特長を有している。
【０００４】
ところで、この液滴吐出方式は、液組成物の液滴を吐出させる方式の相違により、圧電素子を用いて吐出を行う電気機械変換方式、発熱抵抗体を用いた電気熱変換方式等に分類される。
【０００５】
これらの方式のうち、電気熱変換方式とは、液組成物の局所的な加熱により気泡を発生し、この気泡によりノズルから液組成物を押し出して記録媒体に吐出させる方式である。この電気熱変換方式を適用した液滴吐出装置は、液組成物を加熱する発熱抵抗体、および発熱抵抗体を駆動するロジック集積回路による駆動回路等を備えるプリンタヘッドを用いて構成されている。
【０００６】
このような電気熱変換方式の液滴吐出装置に使用する液組成物は、水および水溶性有機溶剤を含有する溶媒中に、各種の色材（水溶性の染料または顔料）が溶解または分散されたものであり、必要に応じて界面活性剤等の添加剤等が添加されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電気熱変換方式を適用した液滴吐出装置は、上述のように簡易な構成でありながら高画質記録が可能であるという利点を有している。ところが、電気熱変換方式を適用した液滴吐出装置では、液滴吐出装置の使用に伴い、発熱抵抗体表面に色材の分解物や不純物などの異物が堆積付着するコゲーション（kogation）と呼ばれる現象が発生するため、発熱抵抗体による液組成物の加熱が不十分となり、気泡の発生が阻害され液組成物の吐出速度が低減し、液組成物の液滴の吐出が阻害されるという問題がある。
【０００８】
液組成物には、染料の合成時に混入する金属イオンなどの不純物が存在する。この不純物がコゲーションの要因の１つとして考えられている。そこで、コゲーションを減少させる手段として、この不純物を液組成物中から除去する方法が提案されている。また、染料には、対イオンとしてNaイオンが多用されているが、対イオンをその他のイオンに置換する方法も提案されている。しかしながら、液組成物に含まれる不純物を精製すると、製造コストの上昇が避けられず、低価格にて液組成物を提供することが困難となってしまう。
【０００９】
また、電気熱変換方式を適用した液滴吐出装置では、熱エネルギーを液組成物の吐出に使用するため、液組成物の構成材料である色材が、加熱により分解されてしまうことは免れられない。つまり、電気熱変換方式の液滴吐出装置では、不純物を精製した液組成物を用いたとしても、色材の分解物が発熱抵抗体表面に堆積してしまう。
【００１０】
つまり、色材、水および有機溶剤からなる従来の液組成物では、電気熱変換方式の液滴吐出装置に使用された場合、コゲーションの発生を防止することができない。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、新規な液組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、この液組成物を収容する新規な液組成物カートリッジを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、この液組成物を液滴として吐出する新規な液滴吐出装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、この液組成物を液滴として吐出させる新規な液滴吐出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の液組成物は、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、発熱抵抗体により液滴として吐出される液組成物において、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有することを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記液組成物は、3-ヘキシン2,5ジオールを含有することが好ましい。また、前記液組成物は、3-ヘキシン2,5ジオールを０．０１〜１０質量％の範囲内で含有することがさらに好ましい。
【００１５】
本発明の液組成物によれば、発熱抵抗体の表面に皮膜を形成し、コゲーションの発生を抑制できる。
【００１６】
本発明の液組成物カートリッジは、液組成物を収容する液組成物カートリッジであって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、かつ発熱抵抗体により液滴として吐出される液組成物カートリッジにおいて、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有することを特徴とする。
【００１７】
ここで、前記液組成物は、3-ヘキシン2,5ジオールを含有することが好ましい。また、前記液組成物は、3-ヘキシン2,5ジオールを０．０１〜１０質量％の範囲内で含有することがさらに好ましい。
【００１８】
本発明の液組成物カートリッジは、発熱抵抗体の表面に皮膜を形成し、コゲーションの発生を抑制できる液組成物を収容する。
【００１９】
本発明の液滴吐出装置は、発熱抵抗体により液組成物を液滴として吐出させる液滴吐出装置であって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する液滴吐出装置において、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有することを特徴とする。
【００２０】
ここで、前記液組成物は、3-ヘキシン2,5ジオールを含有することが好ましい。また、前記液組成物は、3-ヘキシン2,5ジオールを０．０１〜１０質量％の範囲内で含有することがさらに好ましい。
【００２１】
本発明の液滴吐出装置は、発熱抵抗体の表面に皮膜を形成し、コゲーションの発生を抑制できる液組成物を吐出する。
【００２２】
本発明の液滴吐出方法は、発熱抵抗体により液組成物を液滴として吐出させる液滴吐出方法であって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する液滴吐出方法において、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有することを特徴とする。
【００２３】
ここで、前記液組成物は、3-ヘキシン2,5ジオールを含有することが好ましい。また、前記液組成物は、3-ヘキシン2,5ジオールを０．０１〜１０質量％の範囲内で含有することがさらに好ましい。
【００２４】
本発明の液滴吐出方法によれば、発熱抵抗体の表面に皮膜を形成し、コゲーションの発生を抑制する液組成物を吐出できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２６】
本発明は、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、発熱抵抗体により液滴として吐出される液組成物において、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有するので、新規な液組成物を提供することができる。
【００２７】
本発明は、液組成物を収容する液組成物カートリッジであって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、かつ発熱抵抗体により液滴として吐出される液組成物カートリッジにおいて、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有するので、新規な液組成物カートリッジを提供することができる。
【００２８】
本発明は、発熱抵抗体により液組成物を液滴として吐出させる液滴吐出装置であって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する液滴吐出装置において、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有するので、新規な液滴吐出装置を提供することができる。
【００２９】
本発明は、発熱抵抗体により液組成物を液滴として吐出させる液滴吐出方法であって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する液滴吐出方法において、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有するので、新規な液滴吐出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、液組成物、液組成物カートリッジ、液滴吐出装置、およひ液滴吐出方法にかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００３１】
最初に、液組成物について説明する。
【００３２】
本発明の液組成物は、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有している。液組成物は、このほか添加剤として3-ヘキシン2,5ジオール（化１）を含有している。
【００３３】
【化１】
2006137912.tif 000002
【００３４】
添加剤は、3-ヘキシン2,5ジオールに限定されない。このほか、第２級アセチレンアルコール類の効果が大きく、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールなどを例示することができる。
【００３５】
液組成物における3-ヘキシン2,5ジオールなど添加剤の添加量は、０．０１〜１０質量％の範囲内にあることが好ましく、０．１〜１０質量％の範囲内にあることがさらに好ましい。3-ヘキシン2,5ジオールなど添加剤の添加量が０．０１質量％未満であると、発熱抵抗体表面に形成される3-ヘキシン2,5ジオールの皮膜が不十分となり、発熱抵抗体表面にコゲーションの発生を防止する効果を十分に得られない虞がある。一方、3-ヘキシン2,5ジオールなど添加剤の添加量が１０質量％を超えると、発熱抵抗体表面にコゲーションの発生を防止する効果は得られるが、紙等の記録媒体に画像を記録するという液組成物本来の性能を低下させる虞がある。
【００３６】
なお、3-ヘキシン2,5ジオールなど添加剤が発熱抵抗体表面に皮膜を形成するのは、アセチレン化合物としての金属の配向や錯体形成と考えられる。三重結合の円筒状電子雲および隣接OH基の活性水素原子と相手物質の極性基あるいは金属との作用によって容易に生成すると考えられる。
【００３７】
液組成物に含有される色材としては、染料および顔料を使用することができる。
【００３８】
染料としては、直接染料、酸性染料、反応性染料等の水溶性染料を何れも使用できる。
具体的には、イエロー系直接染料として、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同８、同１１、同１２、同２４、同２６、同２７、同２８、同３３、同３９、同４４、同５０、同５８、同８５、同８６、同８７、同８８、同８９、同９８、同１００、同１１０等を使用できる。また、マゼンダ系の直接染料として、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同２、同４、同９、同１１、同１３、同１７、同２０、同２３、同２４、同２８、同３１、同３３、同３７、同３９、同４４、同４６、同６２、同６３、同７５、同７９、同８０、同８１、同８３、同８４、同８９、同９５、同９９、同１１３、同１９７、同２０１、同２１８、同２２０、同２２４、同２２５、同２２６、同２２７、同２２８、同２２９、同２３０、同３２１等を使用できる。また、シアン系の直接染料として、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同８、同１５、同２２、同２５、同４１、同７１、同７６、同７７、同７８、同８０、同８６、同９０、同９８、同１０６、同１０８、同１２０、同１５８、同１６０、同１６３、同１６５、同１６８、同１９２、同１９３、同１９４、同１９５、同１９６、同１９９、同２００、同２０１、同２０２、同２０３、同２０７、同２２５、同２２６、同２３６、同２３７、同２４６、同２４８、同２４９等を使用できる。また、ブラック系の直接染料として、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同６２、同７１、同７４、同７５、同７７、同９４、同１０５、同１０６、同１０７、同１０８、同１１２、同１１３、同１１７、同１１８、同１３２、同１３３、同１４６等を使用できる。
【００３９】
また、イエロー系の酸性染料として、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同３、同７、同１１、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３６、同３８、同４０、同４２、同４４、同４９、同５９、同６１、同７０、同７２、同７５、同７６、同７８、同７９、同９８、同９９、同１１０、同１１１、同１１２、同１１４、同１１６、同１１８、同１１９、同１２７、同１２８、同１３１、同１３５、同１４１、同１４２、同１６１、同１６２、同１６３、同１６４、同１６５等を使用できる。また、マゼンタ系の酸性染料として、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、同６、同８、同９、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３２、同３５、同３７、同４２、同５１、同５２、同５７、同７５、同７７、同８０、同８２、同８３、同８５、同８７、同８８、同８９、同９２、同９４、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１１７、同１１８、同１１９、同１２９、同１３０、同１３１、同１３３、同１３４、同１３８、同１４３、同１４５、同１５４、同１５５、同１５８、同１６８、同１８０、同１８３、同１８４、同１８６、同１９４、同１９８、同１９９、同２０９、同２１１、同２１５、同２１６、同２１７、同２１９、同２４９、同２５２、同２５４、同２５６、同２５７、同２６２、同２６５、同２６６、同２７４、同２７６、同２８２、同２８３、同３０３、同３１７、同３１８、同３２０、同３２１、同３２２等を使用できる。シアン系の酸性染料として、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同２７、同２９、同４０、同４１、同４３、同４５、同５４、同５９、同６０、同６２、同７２、同７４、同７８、同８０、同８２、同８３、同９０、同９２、同９３、同１００、同１０２、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同８１１７、同１２０、同１２６、同１２７、同１２９、同１３０、同１３１、同１３８、同１４０、同１４２、同１４３、同１５１、同１５４、同１５８、同１６１、同１６６、同１６７、同１６８、同１７０、同１７１、同１７５、同１８２、同１８３、同１８４、同１８７、同１９２、同１９９、同２０３、同２０４、同２０５、同２２９、同２３４、同２３６等を使用できる。ブラック系の酸性染料として、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同２９、同３１、同４４、同４８、同５０、同５１、同５２、同５８、同６０、同６２、同６３、同６４、同６７、同７２、同７６、同７７、同９４、同１０７、同１０８、同１０９、同１１０、同１１２、同１１５、同１１８、同１１９、同１２１、同１２２、同１３１、同１３２、同１３９、同１４０、同１５５、同１５６、同１５７、同１５８、同１５９、同１９１等を使用できる。
【００４０】
顔料としては、特に限定されるものではなく、例えば、黒色顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック類、または銅、鉄、酸化チタン等の金属類、アルトニトロアニリンブラック等の有機顔料 が挙げられる。さらに、有色顔料 としては、トルイジンレッド、パーマネントカーミンＦＢ、ファーストイエローＡＡＡ、ジスアゾオレンジＰＭＰ、レーキレッドＣ、ブリリアントカーミン６Ｂ、フタロシアニンブルー、キナクリドンレッド、ジオキサンバイオレット、ピクトリアピュアブルー、アルカリブルートナー、ファーストイエロー１０Ｇ、ジスアゾエローＡＡＭＸ、ジスアゾエローＡＡＯＴ、ジスアゾエローＡＡＯＡ、黄色酸化鉄、ジスアゾエローＨＲ、オルトニトロアニリンオレンジ、ジニトロアニリンオレンジ、バルカンオレンジ、トルイジンレッド、塩素化パラレッド、ブリリアンファーストスカーレット、ナフトールレッド２３、ピラゾロンレッド、バリウムレッド２Ｂ、カルシウムレッド２Ｂ、ストロンチウムレッド２Ｂ、マンガンレッド２Ｂ、バリウムリソームレッド、ピグメントスカーレッド３Ｂレーキ、レーキボルドー１０Ｂ、アンソシン３Ｂレーキ、アンソシン５Ｂレーキ、ローダミン６Ｇレーキ、エオシンレーキ、べんがら、ファフトールレッドＦＧＲ、ローダミンＢレーキ、メチルバイオレッドレーキ、ジオキサジンバイオレッド、ベーシックブルー５Ｂレーキ、ベーシックブルー６Ｇレーキ、ファストスカイブルー、アルカリブルーＲトナー、ピーコックブルーレーキ、紺青、群青、レフレックスブルー２Ｇ、レフレックスブルーＲ、ブリリアントグリーンレーキ、ダイアモンドグリーンチオフラビンレーキ、フタロシアニングリーンＧ、グリーンゴールド、フタロシアニングリーンＹ、酸化鉄粉、さびこ、亜鉛華、酸化チタン、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム、アルミナ、アルミナホワイト、アルミニウム粉、ブロンズ粉、昼光けい光顔料 、パール顔料 、ナフトールカーミンＦＢ、ナフトールレッドＭ、パーマネントカーミンＦＢ、ファストエロＧ、ジスアゾエローＡＡＡ、ジオキサンバイオレッド、アルカリブルーＧトナー等、その他顔料 表面を樹脂等で処理したグラフトカーボン等の加工顔料 等が使用できる。これらは場合によっては２種類以上を混合することもできる。
【００４１】
液組成物に含有される水溶性有機溶剤としては、脂肪族一価アルコール、多価アルコール、多価アルコール誘導体等を使用できる。
【００４２】
具体的には、脂肪族一価アルコールとして、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール等を使用できる。特に、これら脂肪族一価アルコールのうち、エチルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールを使用することが好ましい。
【００４３】
これら脂肪族一価アルコールは、液組成物の表面張力を調製し、普通紙、専用紙等の被記録媒体への浸透性、ドット形成性、印刷された画像の乾燥性を向上する効果が高いので、液組成物に含有されることが好ましい。
【００４４】
多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコールおよびグリセロール等のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、チオジグリコール等を使用できる。
【００４５】
多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールジメチルエーテル等の上述した多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等を使用できる。
【００４６】
これら多価アルコールおよび多価アルコール誘導体は、蒸発しにくく、液組成物の氷点を下げるので、液組成物の保存安定性を高め、液滴吐出装置のノズルの目詰まりを防止する効果があるので、液組成物中に含有されることが好ましい。
【００４７】
なお、液組成物には、上述した脂肪族一価アルコール、多価アルコールおよび多価アルコール誘導体等の水溶性有機溶剤に、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、キレート剤等の添加物が、必要に応じて含有されていてもよい。
【００４８】
吐出速度低下の割合は、３０％以下であることが好ましい。また、吐出速度低下の割合は、２０％以下であることがさらに好ましい。吐出速度が３０％以下であると、記録用紙等の記録媒体に対する液組成物液滴の着弾精度を高く維持することができるという利点があり、２０％以下であるとこの効果がさらに顕著になる。なお、「吐出速度低下の割合」とは、初回の吐出速度から２億パルス後の吐出速度を差し引いて得られた吐出速度の変化量を、初回の吐出速度で割って％表示した値である。
【００４９】
つぎに、液組成物カートリッジ、液滴吐出装置、および液滴吐出方法について説明する。
【００５０】
図１は、液組成物カートリッジを使用する液滴吐出装置１を示すものである。液滴吐出装置１は、所定の方向に走行する記録紙Ｐに対して液組成物等を吐出して画像や文字を印刷する、いわゆる高速吐出が可能なライン型の液滴吐出装置である。
【００５１】
この液滴吐出装置１は、ヘッドカートリッジ３を装着している。ヘッドカートリッジ３は、カートリッジ本体２１を有し、このカートリッジ本体２１に液組成物カートリッジ５（後述する。）が装着されている。ヘッドカートリッジ３は、プリンタ本体４の上面側から、すなわち図１中矢印Ａ方向から装着される。
【００５２】
ヘッドカートリッジ３は、液組成物を微細に粒子化して吐出し、記録紙Ｐ等といった対象物の主面に液滴状態にした液組成物を吹き付け画像や文字等を記録する吐出手段を備えている。ヘッドカートリッジ３は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせて、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向に液組成物吐出口（ノズル）が略直線状に並設され、各ノズルより液組成物が吐出される。
【００５３】
図２に示すように、液組成物供給源となり液組成物２を収容する液組成物カートリッジ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが、ヘッドカートリッジ３に対して、着脱可能に装着されている。すなわち、イエローの液組成物カートリッジ５ｙ、マゼンタの液組成物カートリッジ５ｍ、シアンの液組成物カートリッジ５ｃ、およびブラックの液組成物カートリッジ５ｋである。
【００５４】
液組成物カートリッジ５は、図３に示すように、カートリッジ容器１１を有している。カートリッジ容器１１には、液組成物２を収容する液組成物収容部１２と、液組成物収容部１２からヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１に液組成物２を供給する液組成物供給部１３と、外部より液組成物収容部１２内に空気を取り込む外部連通孔１４と、外部連通孔１４より取り込まれた空気を液組成物収容部１２内に導入する空気導入路１５と、外部連通孔１４と空気導入路１５との間で液組成物２を一時的に貯留する貯留部１６とが設けられている。
【００５５】
液組成物カートリッジは、上述のように液組成物ごとにばらばらに分離するものに限定されない。このほか、複数の液組成物収容部が一体となっているものなど、一般に用いられているあらゆる種類の液組成物カートリッジを採用することができる。
【００５６】
図４は、本発明の液滴吐出方法に用いる、ヘッドカートリッジ３を模式的に示したものである。液組成物カートリッジ５に収容されている液組成物２は、液組成物供給部１３を通じて、接続部２６に供給される。液組成物２は、接続部２６を構成する液組成物溜め部３１、フィルタ３３、弁機構３４、および液組成物供給口５１を通じて、液組成物吐出ヘッド２７の液組成物流路５２に供給される。さらに液組成物２は、液組成物流路５２から、ノズル５５ａに供給される。
【００５７】
液組成物吐出ヘッド２７には、ヘッドチップ５３が配置され、ヘッドチップ５３には、ノズル５５ａが各色について、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図４中矢印Ｗ方向に略直線状をなすように並設されている。
【００５８】
ヘッドチップ５３は、図５Ａに示すように、ベースとなる基板５４と、複数のノズル５５ａが形成されたノズルシート５５と、基板５４とノズルシート５５との間をノズル５５ａ毎に区画するフィルム５６と、液組成物流路５２を通して供給された液組成物２を加圧する液組成物液室５７と、液組成物液室５７に供給された液組成物２を加熱する発熱抵抗体５８とを有し、ノズル５５ａより液組成物液滴を吐出する吐出手段である。
【００５９】
発熱抵抗体５８は、液組成物液室５７に臨む基板５４上に配置されると共に、この基板５４の制御回路と電気的に接続されている。ノズル５５ａは、ノズルシート５５に円形状に開口された微小孔であり、発熱抵抗体５８と対向するように配置される。
【００６０】
このヘッドチップ５３では、基板５４の制御回路が発熱抵抗体５８を制御し、発熱抵抗体５８に対して、パルス電流を供給する。これにより、発熱抵抗体５８が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体５８表面に接する液組成物２が急速に加熱され、液組成物２の温度は通常の沸点を超えて上昇し、約３３０℃の自発核生成温度に達する。この発熱抵抗体５８による加熱は、短時間の加熱のため,液組成物液室５７内の温度勾配は極めて急なものとなり、発熱抵抗体５８の表面の液組成物２が一斉に沸騰状態となり、いわゆる膜沸騰状態となる。その後、沸騰で発生した気泡の内部では、活発な沸騰が続き、図５Ｂに示すように、液組成物気泡ｂが成長していく。
【００６１】
そして、図５Ｃに示すように、液組成物液室５７内の液組成物２は、液組成物気泡ｂの成長の勢いでノズル５５ａから飛び出し、液組成物気泡ｂはその膨張に伴い気化熱が大量に奪われ、外気より気圧の下がった気泡が急速に収縮する。ノズル５５ａより飛び出した液組成物２は、その慣性と液組成物気泡ｂの収縮によってノズル５５ａより外に伸びた尾が切れ、液組成物液滴ｉがノズル５５ａより吐出される。
【００６２】
そして、液組成物液室５７には、元のメニスカス（ノズル５５ａの液面）に戻ろうとするノズル５５ａの毛細管力によってノズル５５ａより吐出された量と同量の液組成物２が、液組成物流路５２から供給され、一方、液組成物気泡ｂは、この新鮮な液組成物２の流入により、さらに収縮し、やがて消滅する。
【００６３】
なお、上述したヘッドチップ５３は、発熱抵抗体５８によって液組成物２を加熱しながら吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えば圧電素子等の電気機械変換素子によって液組成物２の液滴を電気機械的に吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
【００６４】
液滴吐出装置１を構成するプリンタ本体４について、図１および図６を用いて説明する。
ヘッドカートリッジ装着部６１は、ヘッドカートリッジ３が装着される凹部である。ヘッドキャップ開閉機構６３は、印刷を行うときにヘッドキャップ２８を開放して液組成物吐出ヘッド２７が記録紙Ｐに対して露出するようにし、印刷が終了したときにヘッドキャップ２８を閉塞して液組成物吐出ヘッド２７を保護する。
【００６５】
給紙口６５は、給排紙機構６４に記録紙Ｐを供給する開口部であり、トレイ６５ａ等に複数枚の記録紙Ｐを積層してストックすることができる。給排紙機構６４は、給紙口６５から供給される記録紙Ｐをヘッドカートリッジ３の液組成物吐出ヘッド２７まで搬送し、印刷後、記録紙Ｐを排紙口６６に搬送して装置外部へ排出する。
【００６６】
印刷動作を行う際は、図７に示すように、ヘッドキャップ開閉機構６３を構成する駆動モータを駆動させてヘッドキャップ２８をヘッドカートリッジ３に対してトレイ６５ａ側に移動させ、液組成物吐出ヘッド２７のノズル５５ａを露出させる。つぎに、トレイ６５ａから給紙ローラ８１によって記録紙Ｐを引き出し、同一方向に回転する一対の分離ローラ８２ａ，８２ｂによって引き出された記録紙Ｐの一枚を反転ローラ８３に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト８４に記録紙Ｐを搬送する。つぎに、記録紙Ｐを押さえ手段８５が所定の位置で保持させることで液組成物２が着弾される位置が決定される。
【００６７】
つぎに、ヘッドチップ５３の発熱抵抗体５８をパルス電流で駆動制御し、記録紙Ｐに各ノズル５５ａより液組成物液滴ｉを吐出、着弾させ、液組成物ドットからなる画像や文字等を記録させる。つぎに、記録紙Ｐは、プリンタ本体４の前面に設けられた排紙口６６より排紙される。
【００６８】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、発熱抵抗体により液滴として吐出される液組成物において、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有するので、液組成物吐出ヘッドからの液組成物の液滴の吐出を長期に渡り良好に維持できる新規な液組成物を提供することができる。液組成物が発熱抵抗体の表面に皮膜を形成するので、液組成物が加熱されて色材の分解物や不純物等の異物が生じてもコゲーションの発生を低コストで抑制できる。この結果、長期に渡り、液組成物の吐出速度が高く、液組成物液滴の吐出が良好で、高画質記録が可能となる。
【００６９】
また、本発明を実施するための最良の形態によれば、液組成物を収容する液組成物カートリッジであって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有し、かつ発熱抵抗体により液滴として吐出される液組成物カートリッジにおいて、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有するので、液組成物カートリッジは、発熱抵抗体の表面に皮膜を形成し、コゲーションの発生を抑制できる液組成物を収容する。この結果、新規な液組成物カートリッジを提供することができる。
【００７０】
また、本発明を実施するための最良の形態によれば、発熱抵抗体により液組成物を液滴として吐出させる液滴吐出装置であって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する液滴吐出装置において、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有するので、液滴吐出装置は、発熱抵抗体の表面に皮膜を形成し、コゲーションの発生を抑制できる液組成物を吐出する。この結果、新規な液滴吐出装置を提供することができる。
【００７１】
また、本発明を実施するための最良の形態によれば、発熱抵抗体により液組成物を液滴として吐出させる液滴吐出方法であって、前記液組成物が、色材、水、および水溶性有機溶剤を含有する液滴吐出方法において、前記液組成物が、3-ヘキシン2,5ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールのいずれか一方、または双方を含有するので、液滴吐出方法は、発熱抵抗体の表面に皮膜を形成し、コゲーションの発生を抑制する液組成物を吐出できる。この結果、新規な液滴吐出方法を提供することができる。
【００７２】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【実施例】
【００７３】
つぎに、本発明にかかる実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではないことはもちろんである。
【００７４】
最初に、液組成物の作製方法について説明する。
【００７５】
実施例１
下記材料を下記割合で混合し、ミキサーにて撹拌を行うことにより、液組成物を調製した。
【００７６】
＜液組成物の組成＞
染料（商品名：マゼンダVPSP25005、バイエル社製）  ４質量％
エチレングリコール  １０質量％
ジエチレングリコール  １０質量％
3-ヘキシン2,5ジオール  ０．０１質量％
水  ７５．９９質量％
【００７７】
実施例２
下記材料を下記割合で混合し、ミキサーで撹拌することにより、液組成物を調製した。
【００７８】
＜液組成物の組成＞
染料（商品名：マゼンダVPSP25005、バイエル社製）  ４質量％
エチレングリコール  ５質量％
ジエチレングリコール  ５質量％
グリセリン  １０質量％
3-ヘキシン2,5ジオール  ０．１質量％
水  ７５．９質量％
【００７９】
実施例３
下記材料を下記割合で混合し、ミキサーで撹拌することにより、液組成物を調製した。
【００８０】
＜液組成物の組成＞
染料：アシッドレッド289（商品名：J-41A、日本化薬社製）  ４質量％
エチレングリコール  １０質量％
ジエチレングリコール  １０質量％
3-ヘキシン2,5ジオール  ０．５質量％
水  ７５．５質量％
【００８１】
実施例４
下記材料を下記割合で混合し、ミキサーで撹拌することにより、液組成物を調製した。
【００８２】
＜液組成物の組成＞
染料：アシッドレッド289（商品名：J-41A、日本化薬社製）  ４質量％
エチレングリコール  １０質量％
ジエチレングリコール  １０質量％
3-ヘキシン2,5ジオール  ３質量％
水  ７３質量％
【００８３】
比較例１
下記材料を下記割合で混合し、ミキサーで撹拌することにより、液組成物を調製した。
【００８４】
＜液組成物の組成＞
染料（商品名：マゼンダVPSP25005、バイエル社製）  ４質量％
エチレングリコール  １０質量％
ジエチレングリコール  １０質量％
水  ７６質量％
【００８５】
比較例２
下記材料を下記割合で混合し、ミキサーで撹拌することにより、液組成物を調製した。
【００８６】
＜液組成物の組成＞
染料（商品名：マゼンダVPSP25005、バイエル社製）  ４質量％
エチレングリコール  ５質量％
ジエチレングリコール  ５質量％
グリセリン  １０質量％
水  ７６質量％
【００８７】
比較例３
下記材料を下記割合で混合し、ミキサーで撹拌することにより、液組成物を調製した。
【００８８】
＜液組成物の組成＞
染料：アシッドレッド289（商品名：J-41A、日本化薬社製）  ４質量％
エチレングリコール  １０質量％
ジエチレングリコール  １０質量％
水  ７６質量％
【００８９】
つぎに、液組成物の評価方法について説明する。
【００９０】
以上のようにして調製された実施例１〜４、および比較例１〜３の液組成物を用い、液組成物吐出ヘッドを備える電気熱変換方式の液滴吐出装置を用いて、液組成物吐出ヘッドから液組成物液滴を吐出させ、普通紙（商品名：ＸＥＲＯＸ４０２４、ゼロックス社製）に記録する吐出実験を行った。
【００９１】
なお、吐出実験では、ノズル径２０μｍ、発熱抵抗体の抵抗値１３５Ω、駆動電圧１１Ｖ、駆動周波数１０ｋＨｚにて、２億パルスの吐出を行った。そして、初回の吐出速度および２億パルス後の吐出速度を測定し、吐出速度の変化量（吐出速度低下の割合）を測定した。
【００９２】
また、２億パルス吐出後における発熱抵抗体の表面を、顕微鏡等を用いて観察し、堆積物、即ちコゲーションの有無を確認した。なお、発熱抵抗体表面において、堆積物がほとんど認められない状態を「○」、若干の堆積物が認められる状態を「△」、堆積物が多く認められる状態を「×」と評価した。評価が「○」または「△」の場合は、満足できる結果とした。評価が「×」の場合は、満足できない結果とした。さらに、堆積物の厚みを、カラーレーザ顕微鏡（商品名：VK-8500、（株）キーエンス製）を用いて測定した。
【００９３】
つぎに、液組成物の評価結果について説明する。
【００９４】
以上の測定結果および評価結果は、表１に示すとおりである。
【００９５】
【表１】
2006137912.tif 000003
【００９６】
表１から、3-ヘキシン2,5ジオールを含有する実施例１〜４の液組成物を用いると、２億パルス印画後における吐出速度低下の割合が２０％以下であり、実用可能な範囲であることがわかる。
【００９７】
また、発熱抵抗体表面に付着した堆積物の厚みは、何れも０．８μｍ以下であり、発熱抵抗体表面における堆積物量は、非常に少ないことがわかる。特に、実施例１では、若干の堆積物のみが確認され、実施例２〜４では、堆積物がほとんど認められず、発熱抵抗体表面に色が付いた程度であることが確認された。
【００９８】
これに対し、比較例１〜３の液組成物を用いると、２億パルス印画後における吐出速度低下の割合が４０％以上であり、吐出速度の変化量が大きすぎて実用不可能であることがわかる。
【００９９】
また、発熱抵抗体表面に付着した堆積物の厚みは、何れも１．０μｍ以上であり、発熱抵抗体表面における堆積物量が非常に多いことがわかる。特に、比較例１の液組成物を用いると、コゲーションの発生が著しいことがわかった。比較例１の液組成物を用いた液滴吐出装置の吐出ノズルの発熱抵抗体を観察したところ、発熱抵抗体表面にかなりの量の堆積物が確認された。
【０１００】
以上のことから、本実施例によれば、本発明にかかる液組成物を電気熱変換方式の液滴吐出装置に適用して画像を形成すると、液組成物中に含有されている3-ヘキシン2,5ジオールが、液滴吐出装置の発熱抵抗体表面に付着して3-ヘキシン2,5ジオールの皮膜を形成し、色材の分解物や不純物等の種々の異物が堆積し難い状態となり、コゲーションの発生を十分に抑制できると考えられる。したがって、本発明にかかる液組成物によれば、低コストにてコゲーションを防止でき、電気熱変換方式の液滴吐出装置において液組成物吐出ヘッドからの液組成物液滴の吐出が長期に渡り良好となる。
【０１０１】
なお、発熱抵抗体表面に形成された3-ヘキシン2,5ジオールの皮膜は、液滴吐出装置使用の経過に伴い、次第に脱落するが、本発明を適用した液組成物を使用しつづけることにより、3-ヘキシン2,5ジオールが発熱抵抗体表面に適宜供給されて、適切な3-ヘキシン2,5ジオールの皮膜が維持されると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】液組成物を収容する液組成物カートリッジの一例と、この液組成物カートリッジを備えた液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
【図２】液組成物を収容する液組成物カートリッジの一例を示す斜視図である。
【図３】液組成物カートリッジの一例の構成を示す断面図である。
【図４】液滴吐出方法の説明に供する模式図である。
【図５】液滴吐出方法の一例の原理を示す模式図である。
【図６】液滴吐出装置の構成を示す断面図である。
【図７】液滴吐出装置の動作の説明に供する断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１‥‥液滴吐出装置、２‥‥液組成物、３‥‥ヘッドカートリッジ、４‥‥プリンタ本体、５‥‥液組成物カートリッジ、５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋ‥‥液組成物カートリッジ、１１‥‥カートリッジ容器、１２‥‥液組成物収容部、１３‥‥液組成物供給部、１４‥‥外部連通孔、１５‥‥空気導入路、１６‥‥貯留部、２１‥‥カートリッジ本体、２６‥‥接続部、２７‥‥液組成物吐出ヘッド、２８‥‥ヘッドキャップ、３１‥‥液組成物溜め部、３３‥‥フィルタ、３４‥‥弁機構、５１‥‥液組成物供給口、５２‥‥液組成物流路、５３‥‥ヘッドチップ、５４‥‥基板、５５‥‥ノズルシート、５５ａ‥‥ノズル、５６‥‥フィルム、５７‥‥液組成物液室、５８‥‥発熱抵抗体、６１‥‥ヘッドカートリッジ装着部、６３‥‥ヘッドキャップ開閉機構、６４‥‥給排紙機構、６５‥‥給紙口、６５ａ‥‥トレイ、６６‥‥排紙口、８１‥‥給紙ローラ、８２ａ，８２ｂ‥‥分離ローラ、８３‥‥反転ローラ、８４‥‥搬送ベルト、８５‥‥押さえ手段、ｉ‥‥液組成物液滴、Ｐ‥‥記録紙
【図１】
2006137912.tif 000004
【図２】
2006137912.tif 000005
【図３】
2006137912.tif 000006
【図４】
2006137912.tif 000007
【図５】
2006137912.tif 000008
【図６】
2006137912.tif 000009
【図７】
2006137912.tif 000010